représentation et description du système

N° Ordre........../Faculté/UMBB/2017

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE

SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA-BOUMERDES

Mémoire de fin d’étude

En vue de l’obtention du diplôme

MASTER

Présenté par

SIDI MAMMAR Meriem

OUZERROUT Thanina

Filière : Hydrocarbure

Spécialité : Automatisation des procèdes industriels : Commande Automatique

Thème

Membres de jury :

Dr H. HABBI H. Président

Dr M. HAMADACHE Examinateur

Dr A. CHAIB. Examinateur

Dr H. FEKHAR. Promoteur

Année Universitaire : 2016/2017

Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie

Etude et réalisation d’une régulation de type hybride

avec ordinateur et microcontrôleur.

Application au réglage de température.

Département automatisation des Procèdes

Industriels et Electrification

Nous tenons à remercier notre

encadreur Monsieur H.FEKHAR,

pour le suivi de notre travail et pour

l’encouragement constant qu’il n’a

cessé de prodiguer tout au long de

cette étude.

Nous remercions tous les

enseignants du département

automatisation et électrification des

procédés industriels, qui ont assuré

notre formation durant tout le cycle

d’étude.

Nous apportons également nos

sincères remerciements à l’ensemble

des membres de notre club

scientifique « AEPI NEW VISION »

avec lesquels nous avons passé de

formidables années.

Nous tenons à présenter nos

vifs remerciements à nos familles et

nos proches pour leur soutien et

leurs encouragements.

Enfin un grand merci pour

tous ceux qui ont collaboré de près

ou de loin à la réalisation de ce

modeste travail.

OUZERROUT Thanina

SIDI MAMMAR Meriem

Remerciements

Dédicace

OUZERROUT Thanina

Je dédie ce travail à mes chers parents,

A mon petit frère Chabane,

A ma sœur adorée Kenza,

A mon binôme MERIEM.

Dédicace

SIDI MAMMAR Meriem

Je dédie ce travail à mes parents et à mes grands parents

A mes frères Billal et Lounis,

A ma sœur Malak ,

A mon binôme NINA et à tous mes amis.

Sommaire

Liste des figures................................................................................................................….......I

Liste des tableaux................................................................................................................…...III

Introduction générale.................................................................................................................IV

Chapitre I

Représentation et description du système

INTRODUCTION…..………………………….…………………………….………………2

I.1 Présentation et description du four électrique avec son circuit de puissance..……....2

I.1.1 Présentation du four de laboratoire.…......…………...………….……….…..3

I.1.2 Constituants du four……...…...…........……….....….…………..………...…3

I.1.3 Le circuit de puissance du four électrique.…. ……........…………................4

I.2 Présentation générale du capteur de température ..….….......…...………...…..……..7

I.2.1 Définition des capteurs de température……….…….......…...……....…..……7

I.2.2 Classification des capteurs de température…..…….....……………….....…...7

I.2.3 Capteur de température à semi-conducteur AD590.......….…....………..........8

I.3 Le circuit de conditionnement du capteur…..………………………………………10

I.4 Le filtre passe-bas…………….………………………………………………….....11

I .4.2 Le filtre passe-bas « Sallen & Key »……….………………………….…....11

CONCLUSION…………..……..………………………………………………..…………14

Chapitre II

Identification de la dynamique du four électrique

INTRODUCTION………………………………………………..………………………….16

II.1 Acquisition des données E/S…....………....……………………………………...17

II.2 Détermination des caractéristique du four électrique...……………..……..….......19

II.2.1 Test d’environnement (déterministe/stochastique)……………………..19

II.2.2 Mono variable /multi variable ……………………………………………..19

II.2.3 Test de stationnarité (invariant / variable dans le temps)……………….20

II.2.4 Test de linéarité (linéaire / non linéaire)………………………….…......20

II.3 Estimation des paramètres………………………………………………………...20

II.3.1 La méthode de STREJC..…………………………………………………20

II .4 Validation du modéle identifié…………………………………………….......22

II.4.1 Validation du modèle du four ……………………………………....…23

II.4.2 Validation du modèle du filtre…………………………………………21

CONCLUSION……………………………………….………………………………………24

Chapitre III

Etude et réalisation de la carte de communication

INTRODUCTION…..….………………….………………………………………………….26

III.1 Structure générale de la carte d’interface…………………....………..................26

III.1.1 Unité d’adaptation………….…..……………………..……………….27

III.1.1.1 Circuit MAX238………..…………………………………..28

III.1.2 Unité d’entrée……………………………………………...………...…29

III.1.2.1 Circuit d’adaptation de la tension issue du capteur…...…….29

III.1.2.2 Le Microcontrôleur 18F458……………………………...….30

III.1.2.3 L’afficheur LCD ………………………………….…...…...37

III.1.2.4 Circuit de conversion parallèle série…………..…….………39

III.1.3 Unité de sortie…………………..…….……………………….………..40

III.1.3.1 Circuit de conversion série/parallèle …….……………..…..40

III.1.3.2 Convertisseur numérique analogique DAC 0800 .…..…...…42

III.1.3.3 Le circuit LM741……………………………………...….....43

III.2 Le schéma général de la carte d’interface.………………………..….………..….43

III.3 Présentation du port de communication du PC …………..……………..…….…45

CONCLUSION…………………………………………………………………………...….47

Chapitre IV

Implémentation du programme de commande

INTRODUCTION…………………………..…………………………………..…………….49

IV.1 La commande en boucle fermée……………………………………..…................49

IV.1.1 Intérêt de la régulation………………..…..……………….....………….50

IV.1.2 Principe de la régulation………..………..…………………....………..50

IV.1.3 Le choix de la forme de la fonction de transfert du régulateur………...52

IV.1.3.1 Régulateur à action proportionnelle (P)…………..……...…52

IV.1.3.2 Régulateur à action proportionnelle et intégrale (PI)….....…53

IV.2 Présentation du software………………………………………………...…….….54

IV.2.1 Le software d’acquisition et l’affichage des données.…………….........54

IV.2.1.1 Présentation du MikroC……………………….………..…...54

IV.2.1.2 L’affichage sur LCD……………………….….………..…...55

IV.2.1.3 La conversion analogique _ digitale (ADC).……..……..…..56

IV.2.1.4 Le logiciel de simulation ISIS PROTEUS…....………….…57

IV.2.1.5 Le logiciel PICkit 2…………………………...…….………58

IV.2.2 Programmation et réalisation des interfaces graphiques…….....……….59

IV.2.2.1 Présentation du compilateur Visual C #2010………....……59

IV.2.2.2 Les interfaces graphiques………………………….....……..60

IV.2.2.3 L’organigramme simplifié de software sous visual C#…….61

IV.3 Evaluation des performances du système…………………..........…….…………63

IV.3.1 Evaluation de la commande……………………………..……...…...….63

IV.3.1.1 Commande par un régulateur P non linéaire……......………64

IV.3.1.2 Commande par un régulateur PI non linéaire....….…....……65

IV.3.2 Réglages des paramètres du régulateur……………………….…...……66

IV.3.2.1 Méthodes empiriques de Ziegler& Nichols...….….…..……67

CONCLUSION………………………………………………………………...…..………….70

CONCLUSION GENERALE……………………………………………….………...……71

I

Liste des figures

Figure I.1 le four disponible au niveau du laboratoire………...……………………………...2

Figure I.2 Représentation schématique d’un four à résistance.……………………………....2

Figure I.3 Le différents constituants du four du laboratoire………………………………….4

Figure I.4 Schéma de circuit de puissance du four éléctrique ………...……………………. 4

Figure I.5 Schéma simplifié de circuit de puissance du four…..………………………..……5

Figure I.6 Différents régimes de fonctionnement du Triac..…..…………………………..….5

Figure I.7 Représentation schématique d’un triac…….…………………………….………..6

Figure I.8 Une photo réelle du capteur…….....…………………………………….………...8

Figure I.9 La structure interne du capteur de température à semi-conducteur AD590..……..9

Figure I.10 La Caractéristique du courant en fonction de l’alimentation du capteur AD590.9

Figure I.11 L’emplacement des trois capteurs…...…………………..………………….…..10

Figure I.12 Schéma électronique du circuit de conditionnement du capteur AD590…....….10

Figure I.13 Schéma d’un filtre passe-bas « Sallen & Key » …………………..………..…...12

Figure I.14 Le schéma du filtre passe-bas « Sallen & Key » utilisé dans notre montage .…12

Figure I.15 Montage réel de filtre passe–bas sur une plaque d’essai……………………….12

Figure I.16 Réponse indicielle réelle du filtre relevée par l’oscilloscope……………….......14

Figure II.1 La procédure d’identification...………………………………………………….17

Figure II.2 Schéma synoptique ayant servi à l’acquisition de la réponse temporelle du four.17

Figure II.3 Réponse du four relevée par l’oscilloscope après filtrage………………………18

Figure II.4 Réponse réelle du four tracée sous MATLAB………………………..………….19

Figure II.5 la courbe identifiée simulée sous MATLAB…………….………………………22

Figure II.6 Courbes de réponse de système réelle et celle du modèle identifié……..………23

Figure III.1 La répartition principale du système…………………………………………….26

Figure III.2 Diagramme bloc général de la carte d’interface…...……………………………27

Figure III.3 Structure interne du MAX238…………………………..………………………28

Figure III.4 Branchement du MAX238 avec RS232 et 7404DM……………………………28

Figure III.5 Schéma de branchement circuit d’adaptation tension du Capteur………………29

Figure III.6 Les différentes broches du PIC 18F458…………………...……………………31

Figure III.7 Brochage de l’oscillateur à quartz………………………………………………32

Figure III.8 Architecture interne du PIC18F458…………………………...………………...34

Figure III.9 L’organisation de la mémoire RAM…………………………………………….35

Figure III.10 Afficheur LCD 4*16 caractères………………………………….…………….37

II

Figure III.11 Schéma de brochage de l’afficheur LCD……………………………………...38

Figure III.12 Schéma de branchement du CMOS4021-ADC………………..………………39

Figure III.13 Schéma bloc de fonctionnement du CMOS4094……………...………………40

Figure III.14 Schéma de brochage du CMOS4094…………………………………………..41

Figure III.15 Architecture interne DAC0800 (Doc. Motorola)………………………………43

Figure III.16 Schéma de brochage du DAC0800 avec LM741………………………..……43

Figure III.17 Le schéma général de la carte d’interface………………..….…………………44

Figure III.18 la carte d’interface réalisée sur une plaque d’essai………..…………………..45

Figure III.19 Connecteur DB9 Mâle et femelle..……………………………………………46

Figure IV.1 Les chaines d’un système de régulation automatique ………………...………49

Figure IV.2 Schéma bloc d’un système de régulation …………...……………...………….50

Figure IV.3 Schéma bloc de notre système de régulation numérique………………………51

Figure IV.4 Photo réelle de système de régulation en boucle fermée……………………….51

Figure IV.5 Structure d’un régulateur proportionnel non linéaire…………...…...…………52

Figure IV.6 Structure d’un régulateur proportionnel et intégrale non linéaire……...………53

Figure IV.7 L’interface de travail du logiciel MikroC…………...………………………….55

Figure IV.8 L’organigramme de programme d’acquisition et d’affichage…………….……57

Figure IV.9 L’interface de travail de PROTEUS ISIS………………………………...…….58

Figure IV.10 L’interface de travail du logiciel PICkit2…………..…………………………59

Figure IV.11 L’interface graphique (E/S) contrôle de température avec un régulateur P non

linéaire……………………………………………………………...…………………………60

Figure IV.12 L’interface graphique (E/S) contrôle de température avec un régulateur PI non

linéaire……...…………………………………………………………………………………61

Figure IV.13 L’organigramme simplifié de software sous visual C#………………….……62

Figure IV.14 Courbe de réponse du four et le signal de contrôleur P non linéaire………….64

Figure IV.15 Courbe de réponse du four et le signal de contrôleur PI non linéaire….……..66

Figure IV.16 Schéma explicatif de l’exploitation de la réponse indicielle………...………..67

Figure IV.17 Courbe de réponse du four et le signal de contrôleur PI non linéaire à

paramètres déterminés par la synthèse………………………………………………………69

III

Liste des tableaux

Tableau II.1 Données de la méthode de STRETJC………………………………..…………21

Tableau II .2 Tableau de l’erreur relative calculé pour le modèle du four électrique………..23

Tableau III.1 les caractéristiques du PIC 18F458……………………………………………33

Tableau III.2 Bits de configuration du registre ADCON0……………………….………….36

Tableau III.3 Sélection des canaux…………………………………………………………..36

Tableau III.4 Configuration de la fréquence de conversion…………………………………37

Tableau III.5 Bits de configuration du registre ADCON1…………………………………..37

Tableau III.6 Répartition des différents signaux du connecteur DB9…………………..……46

Tableau III.7 Répartition des différents signaux utilisés pour la carte d’interface………..…47

Tableau VI.1 Le résumé des instructions les plus importantes du Mikro C…………………56

Tableau IV.2 Calcul des paramètres par la méthode de Ziegler & Nichols…………...…….68

Tableau IV.3 Résultats de la synthèse………………………………………………….…..68

IV

Introduction générale

Dans le cadre de fonctionnement d’une unité de production industrielle, les

performances sont jugées selon des critères de qualité du produit, de sécurité, de sureté de

fonctionnement, et de respect de l’environnement (qualité des rejets, . . .). L’automatique

apporte des solutions pratiques pour remplir au mieux l’ensemble de ces critères (satisfaction

du cahier des charges). La mise en œuvre de ces solutions consiste à conduire – ou piloter – le

procédé.

La conduite des procédés recouvre des activités telles que la planification,

l’ordonnancement, la surveillance, la supervision et la commande.

Le principe général de la commande des procédés est connu sous le terme de commande en

boucle fermée (feedback control).

La régulation regroupe l’ensemble des moyens matériels et techniques mis en œuvre

pour maintenir la grandeur réglée à une valeur égale à celle de la consigne malgré les

perturbations indésirables.

Le four électrique à résistance est le plus connu des appareils électrothermiques. Son

utilisation industrielle remonte en effet au début des années vingt et sa technique n’a cessé de

se perfectionner depuis. Leur principe est extrêmement simple, ce qui facilite

l’implémentation d’une stratégie efficace pour le contrôle de sa température. Néanmoins,

l’évolution à long terme des systèmes due à leur usure et leur vieillissement fait que les

différents régulateurs doivent être périodiquement réglés. Ce qui nécessite de rassembler les

connaissances du comportement dynamique du four, par une analyse physique des

phénomènes mis en jeu, et une analyse des données expérimentales utilisant les différentes

techniques de traitement de l’information.

Ce mémoire traite une commande numérique de type hybride en utilisant le micro-

ordinateur et le microcontrôleur pour le contrôle de la température du four électrique

disponible au niveau de laboratoire.

Le premier chapitre sera consacré en premier lieu à la description et la présentation du

four électrique avec son circuit de puissance, en deuxième lieu au capteur AD590 et son

circuit de conditionnement et enfin la présentation du filtre passe-bas utilisé pour

l’élimination de hautes fréquences.

V

Nous abordons dans le deuxième chapitre l’identification du four électrique en

exploitant des données expérimentales ainsi que la validation du modèle identifié.

Dans le troisième chapitre, nous intéressons essentiellement à développer une carte

électronique d’interface pour la communication entre le procédé et le micro-ordinateur. Ainsi

que la présentation de chaque composant individuellement.

Dans le dernier chapitre nous effectuons une régulation numérique afin d’améliorer les

performances de notre procédé en utilisant deux types de régulateurs, proportionnel et

proportionnel intégral, introduits dans un programme software de contrôle. Ainsi l’élaboration

des interfaces graphiques, les graphes résultants et les interprétations des résultats.

.

Présentation et description du

système

Chapitre I Présentation et description du système

Faculté des hydrocarbures et de la chimie 2

INTRODUCTION :

Les fours électriques à résistances sont d’un emploi universel dans l’industrie. Ils sont

les plus connus des appareils électrothermiques, leur utilisation industrielle remonte en effet

au début des années vingt et leur technique n’a cessé de se perfectionner depuis.

Ces fours électriques à résistance sont utilisés dans l’industrie sidérurgique, raffinage

et de l’industrie chimique, de l’industrie cimenterie, de l’industrie verrière et des industries

céramiques et des produits réfractaires.

Dans ce chapitre, on s’intéresse à la description du four électrique à résistance

disponible au niveau de laboratoire, et la présentation de son circuit de puissance ainsi que le

capteur utilisé.

I.1 Présentation et description du four avec son circuit de puissance

I.1.1 Présentation du four de laboratoire [1]

C’est un four électrique industriel dont la chaleur est produite par une résistance

chauffante commandée en tension par un amplificateur de puissance. La figure (I.1)

représente le four disponible au niveau du laboratoire.

Figure I.1 Le four disponible au niveau du

laboratoire

Figure I.2 Représentation

schématique d’un four à résistance



Ce four électrique fonctionne avec une alimentation alternative de 220V~, il a deux

modes de fonctionnement : le mode manuel et le mode automatique.

En mode manuel, la consigne de la température est introduite par le clavier alors que

dans le mode automatique, le signal de commande est une tension continue comprise entre 0

et 25V.

I.1.2 Constitutuants du four [1][2]

Le four électrique du laboratoire est essentiellement constitué des éléments suivants :

Une résistance chauffante

La résistance chauffante constitue l'élément essentiel du four. Elle est caractérisée par

les paramètres suivants : la température limite supérieure d'emploi des résistances, la

température de fusion des éléments résistifs, la température de la charge et la température de

l'enceinte.

La résistance chauffante du four de laboratoire peut recevoir un signal de commande

jusqu’ à 25 volts DC.

Une enceinte

Réalisée à partir des matériaux à caractère isolant ou réfractaire. Elle est chauffée à

l’aide d’une résistance électrique, très bien calorifugée pour réduire le plus possible les

déperditions thermiques. La charge à chauffer est placée dans cette enceinte.

Un bac

C’est un récipient fixe destiné à contenir le liquide à chauffer, ce dernier est

caractérisé par sa nature, sa forme et sa température initiale.

Le bac du four de laboratoire a une capacité de 3 litres de liquide à chauffer.



Figure I.3 Les différents constituants du four de laboratoire.

I.2.2 Le circuit de puissance du four électrique [1]

La structure du circuit de puissance du four électrique est représentée par la figure

(I.4), elle est constituée essentiellement d’un Triac qui est l’élément de base, nous donnons ci-

dessous une brève description de son fonctionnement. La tension aux bornes de la résistance

chauffante est modulée par le signal d’entrée de la gâchette.

Figure I.4 Schéma de circuit de puissance du four éléctrique.



Figure I.5 Schéma simplifié de circuit de puissance du four.

Les différents régimes de conduction des Triacs se divisent en quatre quadrants, qui

sont montrés par la figure (I.6). Pour notre cas nous utilisons les quadrants (1) et (3) afin de

moduler les alternances positives et négatives de la tension du secteur 220 volts.

Figure I.6 Différents régimes de fonctionnement du Triac.



Description du Triac [3]

Le composant sur lequel repose le principe de notre montage est le triac. Ce

composant est un interrupteur commandé.

Figure I.7 Représentation schématique d’un triac.

En théorie, un triac possède deux modes de fonctionnement :

Il n’est pas amorcé: il est équivalent à un interrupteur ouvert ou à une résistance infinie.

Il est amorcé: il est équivalent à un interrupteur fermé ou à un fil.

Cependant, il arrive que, dans la pratique, cela se révèle différent.

La structure du triac

Le triac est composé de trois bornes :

Une électrode A2 ;

Une électrode A1 ;

Une électrode appelée gâchette G.

Principe de fonctionnement

Le triac est conçu pour laisser passer le courant lorsqu’il est amorcé aussi bien de A2

vers A1 que de A1 vers A2.

Le triac se rapproche du thyristor, mais ce dernier ne laisse passer le courant que dans un sens

de A2 vers A1 (on parle d’anode A2 pour et de cathode pour A1).

En effet, le triac peut être assimilé à l’association de 2 thyristors en antiparallèle.

Le déclenchement donc la fermeture du circuit peut se faire par un courant de gâchette

positif ou négatif quelle que soit la polarité de A2.



Amorçage du triac

Pour amorcer un triac, on injecte entre la borne A1 et la gâchette un courant IG

supérieur à IGT, nous rendons le triac passant, le courant principal du circuit traversant le triac

It peut alors croître.

Lorsque ce dernier dépasse le courant d’accrochage Il , le composant est amorcé et IG

n’a plus d’influence, donc la gâchette peut être déconnectée.

Désamorçage du triac

La seule manière de désamorcer le triac consiste à ramener le courant IT en dessous

du courant de maintien IH.

I.2 Présentation générale du capteur de température

Pour les fours industriels, la température représente la grandeur la plus importante,

cette dernière influe sur les produits à fabriquer et doit être régulée et surveillée avec

précision pour éviter toute variation de la qualité dans le produit final.

I.2.1 Définition des capteurs de température

Les capteurs de température permettent de transformer la grandeur physique (la

température) d’un processus ou d’une installation en un signal électrique au départ presque

toujours analogique.

I.2.2 Classification des capteurs de température

Capteurs de température de contact : échange de chaleur entre l'objet et le capteur

jusqu'à l'équilibre.

Pyromètres optiques (sans contact) : basés sur la relation entre la température d'un

corps et son rayonnement optique (infra-rouge ou visible).

Dans notre étude nous avons utilisé un capteur de température de contact a semi-conducteur

qui est l’AD590.

Capteur

Grandeur physique

à mesurer

Grandeur électrique



I.2.3 Capteur de température à semi-conducteur AD590 [4]

Les capteurs AD590 sont fabriqués par la société ANALOG DEVICES, ces derniers

sont des éléments sensibles qui convertissent la mesure de la température en un courant de

sortie proportionnel. La technologie de ces capteurs convient particulièrement aux

applications de mesure et de régulation entre -55°C et 150°C, là où la fiabilité, la linéarité et

la précision des circuits électroniques est nécessaire.

Figure 1.8 Une photo réelle du capteur.

Principe de fonctionnement

La tension aux bornes du semi-conducteur (formant une diode ou un transistor) et le

courant qui le traverse, dépend de la température.

À courant constant I, la mesure de V est linéaire en fonction de la température

V= aT +b a: dépend de l'élément sensible

Caractéristiques de l’AD590

Les caractéristiques essentielles de l’AD590 sont :

Tension maximale directe (E+ à E-) :+44V ;

Un courant de 1 micro-ampère par degré Kelvin (1µA/°K) ;

Tension maximale inverse :-20V ;

Alimentation : Plage de tension :+4Vcc à 30Vcc ;

Sortie: Courant nominal à 25°C (298,2°K) :298,2µA.



Avantages et inconvénients

Avantages

Simplicité ;

Non linéarité faible.

Inconvénients

Etendue de mesure limitée (de -50°C à 150°C) ;

Circuit de conditionnement relativement simple.

La structure interne de ce capteur est présentée en figure (I.9).

Pour plus de précision nous avons utilisé dans notre étude trois capteurs de température de

même nature de type AD590, le premier est placé à l’extremum droit, le deuxième au milieu

et le dernier à l’extremum gauche comme est illustré à la figure (I.11), la valeur envoyée au

PC sera la moyenne de ces trois mesures.

Figure I.9 La structure interne du

capteur de température à semi-

conducteur AD590.

Figure I.10 La Caractéristique du

courant en fonction de l’alimentation

du capteur AD590.

.



Figure I.11 L’emplacement des trois capteurs

I.3 Le circuit de conditionnement du capteur

Le circuit de conditionnement est utilisé pour transmettre en temps réel le signal de

mesure obtenu via le capteur.

Le capteur AD590 génère un courant I proportionnel à la température en degré kelvin

(𝟏μ𝑨 / 1° 𝑲𝒆𝒍𝒗𝒊𝒏).

Le schéma du circuit de conditionnement est présenté en figure (I.12).

Figure I.12 Schéma électronique du circuit de conditionnement du capteur AD590

Vers le

filtre



Ce circuit de conditionnement est constitué essentiellement d’un convertisseur courant

tension qui convertit le courant en voltage exploitable et le normalise en ajustant une

résistance variable afin d’obtenir un pas de 0.1V/°C.

Ce circuit est associé à un filtre passe bas du 2éme

ordre « Sallen & Key » pour

éliminer les signaux de haute fréquence et aussi à un diviseur de tension qui sert à diviser la

tension sortante du capteur sur deux, c -à- d si on prend le maximum de température 100 °C,

qui correspond à 10V, alors la tension qui peut être générée par les circuits de

conditionnement après le passage par le diviseur de tension est de [0 – 5V], qui est toujours

inclus dans la marge de sécurité de notre PIC.

I.4 Le filtre passe-bas

Un filtre passe-bas laisse passer les bases fréquences et qui atténue les hautes

fréquences, c’est-à-dire les fréquences supérieures à la fréquence de coupure. Il pourrait

également être appelé coupe-haut. Le filtre passe-bas est l’inverse du filtre passe-haut. Ces

deux filtres combinés forment un filtre passe-bande. [6]

Le concept de filtre passe-bas est une transformation mathématique appliquée à des

données (un signal). L’implémentation d’un filtre passe-bas peut se faire numériquement ou

avec des composants électroniques. Cette transformation a pour fonction d’atténuer les

fréquences supérieures à une fréquence de coupure et cela, dans le but de conserver

uniquement les basses fréquences. La fréquence de coupure du filtre est la fréquence séparant

les deux modes de fonctionnement idéaux du filtre : passant ou bloquant. [7]

II .4.1 Le filtre passe-bas « Sallen & Key » [8]

Un grand nombre de filtres actifs ont la structure suivante dite de « Sallen & Key » du

second ordre. Ces filtres sont construits à partir de réseaux RC, comportant seulement des

résistances et des condensateurs. L’absence de bobine d’auto-induction permet de les faire

fonctionner à base fréquence.

La figure (I.13) suivante montre le schéma d’un filtre passe-bas de « Sallen & Key ».



Figure I.13 Schéma d’un filtre passe-bas de « Sallen & Key ».

L’élément actif est un amplificateur de tension de gain K. Idéalement, l’amplificateur

doit avoir une impédance d’entrée assez grande pour pouvoir être considérée comme infinie,

une impédance de sortie nulle. Il réalise la fonction suivante :

Vs(t) = K×Vi(t) (I.1)

Figure II.12 Le schéma du filtre passe-bas « Sallen & Key » utilisé dans notre montage.

Figure I.13 Montage réel de filtre passe-bas sur une plaque d’essai

k

Vi 1 2



Pour réaliser un filtre passe-bas du second ordre on utilise deux résistances R identiques et deux condensateurs :

Soit

Y1=

Y2 = jc1

Y3 =

Y4 = jc2

La fonction de transfert normalisée de la forme passe-bas du second ordre pour ce montage

est la suivante :

=

( : )( : ): ( ; ) I .2

La fonction de transfert H de passe-bas du second ordre est sous la forme :

H(P) =

:

:(

)

I.3

Les calculs nous donnent, en remplaçant dans l’équation générale chaque admittance par

son expression

H(j )=

(

: )(

: ):

( ; )

I .4

H(j )=

:

:

: ( ) :

( )

I .5

H(j )=

: ( : ) : ( ) I .6

Ensuite, phase d’identification par rapport à la forme normalisée:

= √ =

√ I .7

= C2(R1+R2) m=

( : )

√ I .8

Avec K = 1



Figure II.8 Réponse indicielle réelle du filtre relevée par l’oscilloscope.

CONCLUSION

Dans ce chapitre nous avons décrit le procédé à commander qui est le four électrique

disponible au niveau de laboratoire ainsi que son circuit de puissance, ensuite nous avons

présenté le capteur de température utilisé AD590 et ses caractéristiques principales, enfin

nous avons présenté le filtre basse bas de deuxième ordre utilisé. .

Identification de la

dynamique du four

électrique

Chapitre II Identification de la dynamique du four électrique


INTRODUCTION

La fonction de transfert réelle d’un procédé industriel est pratiquement impossible à

déterminer. Il est alors nécessaire d’utiliser un modèle qui soit le plus représentatif possible de

ce procédé.

Identifier un procédé, c’est rechercher à partir d’enregistrements, les paramètres qui

caractérisent son modèle. Parmi les nombreuses méthodes d’identification existantes, nous

utilisons des méthodes simples applicables sans matériel spécial et sans connaissances

théoriques particulières.

La connaissance des paramètres caractéristiques d’un procédé peut-être utile en particulier

dans les domaines suivants:

Réglage des actions dans les boucles de régulation ;

Choix des modes de régulation ;

Modélisation des procédés pour des correcteurs numériques, afin de réaliser des

régulations par modèle interne de référence.

Dans ce chapitre, on s’intéresse à l’identification de la dynamique du four électrique

avec les trois éléments qui le compose, à savoir son circuit de puissance à triac, sa plaque

chauffante et son capteur de température, utilisant la méthode d’identification qui permet de

trouver un modèle de comportement traduisant le plus fidèlement le procédé autour d’un point

de fonctionnement.

L’identification des systèmes est une procédure itérative dont l’objectif est l’obtention d’un

modèle qui « valide ».La figure (II.1) ci-dessous représente les étapes importantes dans la

procédure de l’identification.



Figure II.1 La procédure d’identification

II.1.1 Acquisition des données E/S

Cette partie expérimentale consiste à relever la courbe de réponse décrivant la

dynamique du système disponible. Le schéma synoptique de la structure ayant servi à

l’acquisition de la réponse temporelle du four en boucle ouverte est présenté en figure (II.2).

Figure II.2 Schéma synoptique ayant servi à l’acquisition de la réponse temporelle du

four

PC

(interface

graphique

sous visual

C#)

6.2V

9



Cet ensemble est constitué des éléments suivants :

Module générateur de signal d’entrée bloc (1), tel que le signal d’entrée choisi correspond

à un échelon de 6.2V

Logique de contrôle de Triac à fin de générer l’impulsion de gâchette bloc (2).

Les blocs (4) et (5) correspondent à la résistance chauffante avec un bac métallique

pouvant contenir le liquide à chauffer.

Les blocs (6), (7) et (8) représentent respectivement le capteur AD590 avec son circuit de

conditionnement ainsi que l’oscilloscope à mémoire ayant suivi à l’enregistrement de la

courbe de réponse.

Le bloc (9) représente l’interface graphique utilisé pour le stockage des données.

La réponse temporelle relevée par l’oscilloscope est présentée à la figure (II.3).

Figure II.3 Réponse du four relevé par l’oscilloscope après filtrage

Pour tracer la courbe de réponse sous Matlab, nous avons exploité les données

fournies par l’interface graphique réalisée sous visual C#. Cette variation de température est

représentée à la figure (II.4).



Figure II.4 Réponse réelle du four tracée sous MATLAB.

II.2 Détermination des caractéristiques du four de laboratoire

La détermination de ces caractéristiques est faite en effectuant plusieurs tests sur le système

en boucle ouverte.

II.2.1 Test d’environnement (déterministe/stochastique)

Un modèle déterministe possède des entrées et des paramètres non bruités, de telle

façon que son comportement soit parfaitement prévisible en avance. Alors que dans un

modèle stochastique, les relations entre les variables sont données en termes de valeurs

statistiques. Ce modèle contient un ou plusieurs paramètres ou entrées bruités permettant à

son comportement de varier aléatoirement au cours du temps.

Pour notre processus, Nous appliquons un échelon de 5v. On répète l’expérience plusieurs

fois tout en appliquant le même échelon, et on enregistre l’évolution de la sortie en fonction

du temps pour chaque essai.

Nous avons constaté que pour les différents essais, les valeurs de température sont très

proches. Il s’agit donc d’un système déterministe.

II.2.2 Mono variable /multi variable

Un modèle mono variable est constitué d’une expression comportant une seule entrée

et une seule sortie. Par opposition, un modèle multi variable est défini par des équations

contenant plusieurs entrées et plusieurs sorties.

Pour notre processus, Nous avons une seule entrée sur laquelle on agit (le voltage) et une

seule sortie (température). Il s’agit donc d’un système mono variable.

Température (°C)

Temps (s)



II.2.3 Test de stationnarité (invariant / variable dans le temps)

Tout processus ayant des grandeurs ne changeant pas dans le temps et ne dépendent

pas de son origine, est décrit par un modèle mathématique invariant dans le temps appelé

aussi : modèle stationnaire. Sinon, il sera décrit par un modèle non stationnaire.

Pour notre processus, Nous appliquons à des différents instants, un échelon de différents

voltages. On constate que la réponse du four ne dépend pas du choix de l’origine du temps. Il

s’agit donc d’un système stationnaire.

II.2.4 Test de linéarité (linéaire / non linéaire)

Dans le cas où la relation entre l’entrée et la sortie est linéaire, le modèle est appelé

modèle linéaire. Par contre, si cette relation contient un ou plusieurs termes non linéaires, le

modèle est non linéaire.

Pour notre processus, on applique, tout d’abord, un échelon de température de 10 %, autour

d’un point de fonctionnement nous appliquons par la suite un échelon de température de 100

% de l’entrée, qui correspond à 50°C, Nous constatons que les sorties (températures en

fonction du temps) ne sont pas proportionnelles. Il s’agit donc d’un système non linéaire.

On conclut qu’il s’agit d’un système mono variable, stationnaire, déterministe, non linéaire.

II.3 Estimation des paramètres

II.3.1 La méthode de STREJC

Cette méthode d’identification est basée sur les propriétés géométriques de la réponse

indicielle, elle permet d’identifier des systèmes sous la forme :

( ) 𝑲𝒆

(𝟏: )𝒏 II .1

a. Détermination de K :

Le coefficient de proportionnalité K est déterminé des conditions d'expériences comme le

rapport de l'amplitude du signal de sortie à celui d'entrée

𝑲 ( )

𝒆( ) 𝟏

II .2

b. Détermination de n:

On trace le mieux possible la tangente au point d'inflexion de la réponse indicielle.

La tangente découpe un segment Ta sur l'axe des temps au bout d'un certain temps Tu

(comportant un temps de retard inconnu).



On calcule le rapport Tu / Ta et on choisira du tableau, la valeur de Tu/Ta qui

correspond à une valeur de n entier, immédiatement inférieure.

Application numérique :

Tu=100s.

Ta=392s.

Nous trouvons : Le rapport : Tu/Ta=100/392=0.255 II .3

Tableau II.1 Données de la méthode de STRETCJ

c. Détermination de la constante de temps T :

Connaissant la valeur de n et Ta on détermine la constante du temps T à l'aide de l'une

des deux dernières colonnes du tableau.

Dans notre cas, pour n= 3, Ta / T = 3,695 alors

T=

=

= 106,09sec. II .4

d. Détermination du temps de retard fictif :

Afin de compenser l'erreur due à la détermination du point d'inflexion, on introduit un retard

fictif =TuR – TuT II .5

TuT: déterminée à partir du tableau de Stréjc .

TuR: Valeur réelle de la grandeur Tu fixée sur la réponse indicielle.

Dans notre cas TuR = 100sec

Alors

=0,218 II .6



D’où : TuT = 0,218* Ta = 0,218*392 = 85,456 sec. II .7

= 100-85.456 = 14.544 sec

Nous trouvons : 𝟏 𝒆

Donc, nous trouvons la fonction de transfert suivante :

Après simulation sous MATLAB, la courbe obtenue est illustrée en figure (II.4).

Figure II.5 La courbe identifiée simulée sous MATLAB.

II .4 Validation du modéle identifié

Le test de validation permet pour un procédé donné de choisir le meilleur modèle,

respectivement la meilleure structure et le meilleur algorithme pour l’estimation des

paramètres.

La validation du modèle a les buts suivants :

Evaluer la qualité du modèle qui doit représenter un compromis entre son ajustement aux

données et sa complexité.

La validation de nos fonctions de transfert, nous utilisons la méthode de calcul de l’erreur

relative.

G(s)=0 98

( : 06,09𝐒)3 *𝑒; 5 𝑺



Afin de comparer les deux courbes, réelle et identifiée, nous les avons représenté dans le

meme graphe,en utilsant la structure hold on de MATLAB

Figure II.6 Courbes de réponse de système réelle et celle du modèle identifié

II.4.1 Validation du modèle du four

Pour le calcul d’erreur relative, nous remplissons le tableau (II.2).

Tableau II .2 Tableau de l’erreur relative calculé pour le modèle du four électrique.

T(s) Tm(t) Ts(t) Abs(Tm-Ts)

100 2 3 1

200 10 10 0

300 20.2 19 1.2

400 28.2 27 1.2

500 33.6 32 1.6

600 36.7 39 2.3

700 40 40 0

A partir du ta bleau (2), on calcul l’erreur de calcul

Erreur = (𝒆 𝒆 𝒆 𝒎 )

( 𝟏) 𝟏

Appliction numérique

Erreur=

𝟏

II.19

II.20



Conclusion :

Dans ce chapitre nous avons identifié le four éléctrique du laboratoire ainsi que le

filtre utilisé, en utilisant la méthode graphique de STREJC.

Le résultat obtenu donne une erreur de % pour le four ce qui nous a permis la validation

de modèle trouvé.

Etude et réalisation de la

carte d’interface

électronique

Chapitre III Etude et réalisation de la carte d’interface électronique


INTRODUCTION

Dans les chapitres précédents nous avons élaboré une description de notre processus

représenté par le four électrique du laboratoire ainsi que le capteur avec son circuit de

conditionnement.

Pour commander le four électrique à résistance nous avons choisi une commande

hybride qui est une combinaison entre la commande par microcontrôleur et la commande par

PC. Cette dernière nécessite l’utilisation d’une carte d’interface entre le micro-ordinateur et le

four électrique.

Dans ce chapitre, nous étudions la partie Hardware du projet en présentant la structure

générale de la carte électronique de communication ainsi que les composants qui la

constituent et leurs schémas de brochages. D’une manière générale, on peut diviser notre

système en trois parties principales (Voir la figure III.1).

1) L’ordinateur personnel (PC)

2) La carte électronique d’interface

3) Four électrique.

Figure III.1 La répartition principale du système

III.1 Structure générale de la carte d’interface

Le capteur de température génère un signal analogique, ce signal doit être converti en

un signal numérique avant qu’il soit envoyé vers le PC à travers le port série. Lorsque le

signal numérique est présent dans le PC le Software de contrôle joue son rôle.



Afin de générer le signal de commande, de nature analogique et variable, il est

nécessaire d’utiliser un convertisseur numérique/analogique de hautes performances, associé à

un registre à décalage.

La carte d’interface peut être divisée en trois unités (voir figure III.2) :

Unité d’entrée ;

Unité d’adaptation ;

Unité de sortie.

Par la suite, nous examinons les composants de chaque unité indépendamment et comment

sont liés les uns aux autres.

Figure III.2 Diagramme bloc général de la carte d’interface

III.1.1 Unité d’adaptation

Le port série du PC de type RS-232 génère les données entre -12v et +12v. La famille

TTL (Transistor-Transistor Logic) fonctionne entre 0V et 5V, pour cela il est nécessaire

d’utiliser un circuit adaptatif pour convertir la tension d’une plage à une autre.

La solution adaptée pour la conversion des signaux RS232 au standard TTL, consiste à

utiliser un circuit intégré sous la dénomination MAX238.



III.1.1.1 Circuit MAX238 [9]

Le MAX238 est un circuit intégré, fabriqué par la société MAXIM dont la fiabilité

n’est plus à démontrer. Il permet d’obtenir une conversion dans les deux sens RS232/TTL et

TTL/RS232. Sa structure interne est représentée à la figure (III.3).

Figure III.3 Structure interne du MAX238

A partir du schéma interne du MAX238 (figure III.3), nous constatons que les signaux

sortants du MAX238 sont inversés en état logique. Ça veut dire, à l’état logique binaire 1,

l’état logique à la sortie du MAX238 est 0 et vice-versa. Pour assurer une fonction complète

de la conversion, nous ajoutons à la sortie du circuit MAX238 un autre circuit logique qui est

le 7404 DM. Le schéma de branchement du MAX238 avec le port série et le 7404 est

représenté en figure (III.4).

Figure III.4 Branchement du MAX238 avec RS232 et 7404DM



III.1.2 Unité d’entrée

L’unité d’entrée est une circuiterie électronique qui contient des organes d’acquisition

et de traitement qui permettent de rendre les signaux issus des capteurs de température

exploitables (conversion analogique/numérique, conversion parallèle /série) et aussi d’afficher

les valeurs réelles de température.

Cette unité est constituée des organes suivants :

1. Circuit d’adaptation de la tension issue du capteur

2. Microcontrôleur (18F458)

3. Afficheur alphanumérique(LCD)

4. Convertisseur parallèle/série (CMOS 4021)

III.1.2.1 Circuit d’adaptation de la tension issue du capteur

Afin d’adapter les signaux du convertisseur avec les signaux issus du capteur de

température, nous devons élaborer un circuit adaptateur. Le microcontrôleur permet de

recevoir une tension Vin de 5Volts au maximum, tandis que le capteur AD590 avec son circuit

de conditionnement délivre un voltage compris entre 0Volts et 10Volts correspondant

respectivement à 0 °C et la température maximale du four.

Pour remédier à ce problème, nous avons proposé un montage en diviseur de tension

actif à base d’un amplificateur opérationnel de type LM741. Le schéma de branchement de ce

circuit est représenté en figure (III.5).

Figure III.5 Schéma de branchement circuit d’adaptation tension du Capteur

1N4148



Pour protéger le PIC contre les surtensions, nous avons ajouté un composant

stabilisateur à 5.1Volts. Au niveau de l’entrée nous complétons la protection contre les

inversions de tension à l’aide d’une diode à semi conducteur à commutation rapide de type

1N4148.

III.1.2.2 Le Microcontrôleur 18F458 [10, 11, 12,13]

III.1.2.2.1 Présentation du microcontrôleur

L’élément d’acquisition principal de la carte d’interface est le PIC18F458 (Peripheral

Interface Controller) qui est une unité de traitement de l’information de type processeur

embarqué à laquelle est ajouté des périphériques internes (les périphériques étant intégrés

RAM, EEPROM, Ports…etc.) permettant de réaliser des montages sans nécessiter l’ajout des

composants externes. Ils sont appréciés pour leur rapidité d’exécution et leur simplicité de

mise en œuvre et leur prix de revient faible.

L’avantage principal du processeur embarqué est que celui-ci travaille avec un

programme logé dans une mémoire flash, donc facilement modifiable.

III .1.2.2.2 Les principaux constituants du PIC

Le microcontrôleur est constitué essentiellement de :

Une unité de calcul (A.L.U)

Une mémoire de type RAM de 1536 Octet

Une mémoire programme de type flash

Une mémoire EEPROM

Les différents registres

Des ports entrées/sorties de 33 lignes

Une mémoire SP (pile)

III.1.2.2.3 Le choix du PIC

Le choix du PIC est directement lié à l’application envisagée et avant il faut déterminer :

Le nombre d’entrées /sorties nécessaires pour l’application.

La nécessité des convertisseurs A/D.

La rapidité d’exécution (il faut vérifier la vitesse maximale du PIC choisi et la vitesse

maximale nécessaire pour l’application).

La taille de la RAM interne.



Il est indispensable de disposer soit d’un DATA-BOOK soit d’un tableau comparatif

pour choisir le PIC le plus adapté à l’application envisagée. Dans notre cas, notre choix est

porté sur le 18F458.

Ce dernier possède des instructions très puissantes telle que:

Une programmation simple donc un programme réduit.

La disposition de plus de mémoire programme (ce qui est nécessaire pour développer les

programmes les plus longs).

La disposition de nombre important d’entrée/sortie qui assure la communication avec les

périphériques branchés autour du PIC.

La présence d’un convertisseur analogique/ numérique (indispensable pour la mesure d’un

signal généré par les capteurs), avec 8 canaux multiplexés repartis en port A et port E.

III.1.2.2.4 Brochage du PIC18F458

Ce microcontrôleur se présente sous la forme d’un boîtier DIL à 40 broches comme

schématisé dans la figure(III.6).

Figure III.6 Les différentes broches du PIC 18F458

Le PIC 18F458 comprend 40 pins: 33pins d’entrées/sorties, 4 pins pour l’alimentation,

2pins pour l’oscillateur et un pin pour le Reset (MCLR).

Le PIC18F458 contient les 5 ports suivants :

Port A : 6 pins I/O numérotés de RA0 à RA5

Port B : 8 pins I/O numérotés de RB0 à RB7



Port C : 8 pins I/O numérotés de RC0 à RC7

Port D : 8pins I/O numérotés de RD0 à RD7

Port E : 3 pins I/O numérotés de RE0 à RE2

Les broches VDD et VSS servent pour l’alimentation du PIC. Il y a deux

connections<<VDD>> et deux connections <<Vss>>, la présence de ces 2 pins s’explique pour

une raison de dissipation thermique. Les courants véhiculés dans le PIC sont loin d’être

négligeables du fait des nombreuses entrées/sorties disponibles. Pour cette raison la

répartition des courants est faite en plaçant 2 pins pour l’alimentation VSS , bien évidemment,

pour les mêmes raisons, ces pins sont situés de part et d’autre du PIC, et en positions

relativement centrales.

La broche MCLR sert à initialiser le PIC en cas de la mise sous tension, de remise à

zéro externe, en cas de la baisse de tension d’alimentation cette broche doit être reliée à la

VDD via un switch et une résistance de 1KΩ.

Les broches OSC1 et OSC2 ou CLKIN et CLKOUT permettent de faire fonctionner

l’oscillateur interne du PIC qui peut être un quartz (voir figure III.7), un résonateur

céramique, un oscillateur externe ou un réseau RC. La fréquence de l’horloge interne du PIC

est obtenue en divisant par 4 la fréquence de l’horloge externe. Pour un quartz à 16MHz, la

fréquence interne est donc de 4MHz donc la durée d’un cycle est de 1/4.106

s.

Figure III.7 Brochage de l’oscillateur à quartz

Lors de la programmation, la broche MCLR doit être portée à un niveau compris entre

12V et 14V et le PIC18F458 commence à exécuter le programme en appliquant un signal

d’horloge sur la broche RB6 (broche39) et les informations binaires transitent en série sur la

broche RB7 (broche40). Chacune des informations qui transitent sur la broche RB7 est

validée à la retombée du signal d’horloge sur la broche RB6.



III.1.2.2.5 Les principales caractéristiques du PIC 18F458

Le PIC 18F458 est caractérisé par : (voir Tableau III.2)

Tableau III.1 Les caractéristiques du PIC 18F458

PIC FLASH RAM EEPROM I/O A/D PORT

Parallèle

Port série

18F458 32k bits 1.536 256 33 8 PSP 1-A/E/USART,

1-

MSSP(SPI/I2C)

Une fréquence de fonctionnement élevée, jusqu'à 40MHz.

Une mémoire vive de 1.536 octets que nous allons détailler plus tard.

Une mémoire EEPROM pour sauvegarder des paramètres de 256 octets.

Une mémoire morte de type FLASH de 32 Kbits, elle est réinscriptible à volonté.

Chien de garde WDT.

33 entrées et sorties, chaque sortie peut sortir un courant maximum de 25mA.

4 Temporisateurs TIMER :

TIMER0 :8bits/16bits temporisation /compteur avec 8bits avec pré diviseur,

TIMER1 : (16 bits avec pré diviseur),

TIMER2 :8bits temporisateur /compteur avec registre de période 8 bits (base de

temps pour PWM),

TIMER3 :16bits temporisateur /compteur

2 entrées de captures et de comparaison avec PWM (Modulation de largeur

d’impulsions)

Convertisseurs analogique/numérique10 bits avec 8 entrées multiplexées maximum

Une interface de communication série asynchrone et synchrone.

Une tension d’alimentation entre 0et 5v.

Cycle écriture et effacement en mémoire flash de 100000.

III.1.2.2.6 Architecture interne du PIC 18F458

La figure (III.8) montre les différents composants du PIC18F458 dont on distingue les

mémoires RAM, ROM et EEPROM, l’unité arithmétique et logique (U.A.L), les différents

ports, les différents bus, l’unité de conversion A/D…etc.



Pour pouvoir manipuler et programmer les Pics en assembleur en particulier, il est

indispensable de connaitre les différents registres spécialisés SFR (TRISA, PORTA,

ADCON1…) et ceux banalisés GPR (ou l’on stocke les différentes variables) de la mémoire

RAM et leur adressage même en langages les plus évolués tel que le MikroC, la connaissance

des registres spécialisés est essentielle. La figure(III.9) montre l’organisation de la mémoire

RAM. Constituée de 16 Banks (page mémoire).

Figure III.8 Architecture interne du PIC18F458



L’organisation de la mémoire RAM

La figure III.9 ci-dessus illustre l’organisation de la mémoire RAM, en particulier la

position des Registres Spéciaux SFR (SPECIAL FUNCTION REGISTERS) et GPR

(GENERAL PERPOSE REGISTERS).

Figure III.9 L’organisation de la mémoire RAM

Etude de convertisseur Analogique/Numérique

Le convertisseur analogique/numérique est un périphérique intégré, destiné à recevoir

une tension et la convertir en une valeur numérique qui pourra alors être utilisée par un

système de traitement numérique.

Le PIC18F458 dispose de 8 convertisseurs analogique/numérique répartis sur le portA

et le portE (voir figure III.6) qui permettent un échantillonnage sur 10bits. Ces broches

peuvent être utilisées comme simple entrées-sorties digitales ou bien comme entrées des

unités analogiques AN0, AN1,…, AN7.La conversion se fait avec la configuration des

registres suivant. Dont la figure (III.10) Ci-dessous illustre l’organigramme de l’algorithme

de conversion.

ADCON0

ADCON1

ADRESL

ADRESH



Registre ADCON0

Ce registre en BANK0 permet de configurer les paramètres de fonctionnement des

convertisseurs comme l’indique le tableau III.2.

Tableau III.2 Bits de configuration du registre ADCON0

B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0

ADS1 ADCS0 CHS2 CHS1 CHS0 GO/DOWN - ADON

Les fonctions des bits sont définies de la manière suivante :

ADON=1 : Conversion valide

ADON=0 : Conversion non valide

GO/DOWN=1: Start conversion

GO/DOWN=0: Stop conversion

CH0, CH1, CH2 permet de sélectionner les canaux comme l’indique le tableau (III.3)

Tableau III.3 Sélection des canaux

CH2 CH1 CH0 Channel select

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 2

0 1 1 3

1 0 0 4

1 0 1 5

1 1 0 6

1 1 1 7

ADCS1, ADCS2 sont les bits de sélection de la fréquence de conversion en fonction de

FOSC selon le tableau (III.4).



Tableau III.4 Configuration de la fréquence de conversion

ADCS1 ADSC2 Fréquence

0 0 Fosc/2

0 1 Fosc/8

1 0 Fosc/32

1 1 RC

Fosc correspond à la fréquence du quartz /4

Registre ADCON1

Les registres situés en BANK1 permet de configurer les broches de port A et de port E

en entrées digitales ou analogiques et de sélectionner les registres où doivent être sauvegardés

des résultats sur 10bits voir tableau(III.5).

Tableau III.5 Bits de configuration du registre ADCON1

B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0

ADFM - - - PCFG3 PCFG2 PCFG1 PCFG0

Le mode de sélection est illustré par le tableau disponible en datasheet au niveau de

site web de microchip.

III.1.2.3 L’afficheur LCD

Pour pouvoir afficher les différentes mesures de température issues des trois capteurs

ainsi que leur valeur moyenne, nous avons choisi un afficheur LCD (Liquide Cristal Digital)

alphanumérique de 4 *16 caractères.

Figure III.10 Afficheur LCD 4*16 caractères



Les afficheurs à cristaux liquides sont des modules compacts intelligents et nécessitent

peu de composants externes pour un bon fonctionnement.

Ils sont relativement bons marchés et s’utilise avec beaucoup de facilité. Plusieurs

afficheurs sont disponibles et ne différent les uns des autres, non seulement par leurs

dimensions (de 1 à 4 lignes de 6 à 80 caractères), mais aussi par leurs caractéristiques

techniques et leurs tensions de service [14].

La figure (III.11) représente le schéma de brochage de notre afficheur LCD.

Figure III.11 Schéma de brochage de l’afficheur LCD

Nous distinguons les broches suivantes :

3 broches d’alimentation et de réglage de contraste (VSS, VDD, VEE).

3 lignes de contrôle : RS (Registre Select), R/W (Read,Write) et E (enable) .

8 lignes de données (D0 à D7).

L’afficheur LCD utilisé est le ‘‘GDM1604B’’ compatible qui dispose également d’une

mémoire vive DDRAM (Display Data RAM) ou mémoire vive d’affichage de données qui

contient les caractères, sa capacité est de 80 caractères dont il suffit d’envoyer le code ASCII

du caractère pour obtenir son affichage sur écran.

Fonctionnement de l’afficheur [14]

L’afficheur dispose de deux registres permettant de gérer celui-ci :

D7

14D

613

D5

12D

411

D3

10D

29

D1

8D

07

E6

RW

5R

S4

VS

S1

VD

D2

VE

E3

LCD1LM041L

D3

D2

D1

D0

D0

D1

D2

D5

D3

D4

D4

D5

B0

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

T1

T2

T3

46%

RV2

1k

MCLR/VPP

RA0/AN0/CVREF

RA1/AN1

RA2/AN2/VREF-

RA3/AN3/VREF+

RA4/T0CKI

RA5/AN4/SS/LVDIN

RE0/RD/AN5

RE1/WR/C1OUT/AN6

RE2/CS/C2OUT/AN7

OSC1/CLKI

RA6/OSC2/CLKO

RC0/T1OSO/T1CKI

RC2/CCP1

RC3/SCK/SCL

RD0/PSP0/C1IN+

RD1/PSP1/C1IN-

RD2/PSP2/C2IN+

RD3/PSP3/C2IN-

RD4/PSP4/ECCP1/P1A

RD5/PSP5/P1B

RD6/PSP6/P1C

RD7/PSP7/P1D

RC4/SDI/SDA

RC5/SDO

RC6/TX/CK

RC7/RX/DT

RB0/INT0

RB1/INT1

RB2/INT2/CANTX

RB3/CANRX

RB4

RB5/PGM

RB6/PGC

RB7/PGD

RC1/T1OSI

U6

PIC18F458

C6

22p

C7

22p

R1

1k



a- Le registre d’instruction IR (Instruction Registre)

C’est le registre de contrôle, suivant la valeur que l’on met dedans, l’afficheur exécute

des opérations de configurations, exemple : effacement de l’écran. Il permet aussi de

positionner le curseur parmi les 80 adresses de la DDRAM.

b- Le registre des données DR (Data Register)

Suivant la valeur que l’on met dedans l’afficheur peut :

- Afficher un caractère (Code ASCII ou spécifique).

- Créer une ligne d’une matrice d’un nouveau caractère.

III.1.2.4 Circuit de conversion parallèle / série [6]

Le HCF4021BE est un circuit intégré de type CMOS « Complementary Metal Oxide

Semi-conductor ». Ce dispositif est un registre à décalage de 8 entrées parallèles et une sortie

série, dont la cadence de conversion est contrôlée par le signal d’horloge DTR (pin10). La

sortie des données est disponible au niveau du pin 3. Dans ce dispositif, l'entrée est

commandée par le signal d’entrée pin9. Les données sont décalées de manière sérielle pendant

la transition positive du signal. Le schéma de connexion du registre à décalage CMOS4021 au

DAC est illustré par la figure (III.12)

Figure III.12 Schéma de branchement du CMOS4021-ADC

La configuration des pins est comme suite :

Les entrées parallèles du circuit CMOS4021 sont connectées au port B du PIC.

Le signal d’horloge (pin10) est engendré par la sortie DTR du port série.



Le pin3 est connecté avec la sortie DCD (entrée des données séries) du port série.

Le signal STROBE qui permet le stockage (pin9) est connecté avec la sortie RTS du

port série.

III.1.3 Unité de sortie

L’unité de sortie est une circuiterie électronique qui contient des organes de traitement

qui permettent de faire la conversion série/ parallèle, conversion numérique/analogique et

enfin une conversion courant/tension dans le but de rendre le signal de commande utile.

III.1.3.1 Circuit de conversion série/parallèle

Pour ce type de processus, le signal de commande délivré par le micro-ordinateur est

de nature série sur 8 bits, tandis que le convertisseur numérique analogique DAC0800 ne

fonctionne qu’avec des signaux parallèles. Donc, L’utilisation du port série pour la commande

nécessite en premier lieu l’utilisation des convertisseurs série / parallèle tel que le

HCF4094BE.

Le (HCF4094BE) est un registre à décalage a huit étapes sériées (voir figure (III.13)),

ayant des unités de stockage liées à chaque étape afin d’enregistrer les données issues du port

série, qui se déplacent par la suite vers le bloc de sortie parallèle. [15]

Figure III.13 Schéma bloc de fonctionnement du CMOS4094



Les données issues du port série via la broche TXD sont décalées lorsque le signal

d’horloge (pin 3) est de niveau haut, ceci engendre le déplacement des bits vers les éléments

de stockage du registre. La validation des sorties est obtenue à l’aide des broches 1 (RTS) et

15 (ENABLE) du registre CMOS4094.

Le HCF4094BE est un circuit intégré monolithique (formé d’un seul bloc) fabriqué

suivant la technologie CMOS [16]. Son schéma de brochage est montré à la figure(III.14)

Figure III.14 Schéma de brochage du CMOS4094

Les fonctions des principales broches sont définies de la manière suivante :

Les sorties parallèles Q0 a Q7 sont relies directement avec le convertisseur numérique

analogique DAC ou la broche 11 correspond au LSB, tandis que la broche 4 représente le

MSB.

Le signal d’horloge (pin3) est contrôlé par la sortie DTR du port série.

Le pin2 est connecté avec la sortie TXD (sortie des données séries) du port série.

Le signal qui permet le transfert (pin1) est connecté avec la sortie RTS du port série

afin de valider la sortie (STROBE).

Le signal chip select (pin15) est relié avec le signal Vcc afin d’activer le circuit de

manière continue.



III.1.3.2 Convertisseur numérique analogique DAC 0800

Un convertisseur numérique - analogique permet de traduire une information

numérique (binaire) en une information analogique, c'est à dire en une grandeur physique

(courant, tension...).

III.1.3.2.1 Présentation du DAC0800 [17]

Le DAC0800 est un circuit intégré qui permet de convertir une donnée numérique de

8 bits à une donnée analogique il nécessite des tensions de référence de +10Volts et –10Volts,

son schéma de brochage est illustré à la figure (III.16).

III.1.3.2.2 Caractéristiques principales

• Temps de conversion : 100 ns

• Erreur en pleine échelle : ±1 LSB

• Tension en sortie jusqu’à 20 V

• Sorties complémentaires en courant

• Interfaçage direct en TTL et CMOS

• Alimentation de ±4,5V à ±18V

• Basse consommation : 33 mW à ±5V

• Conversions unipolaires ou bipolaires

• Coût modéré.

III.1.3.2.3 La structure interne du DAC 0800

La structure interne indiquée à la Figure (III.15) montre le bloc de décodage qui reçoit

les 8 bits à convertir (broches 5 à 12) et contrôle les commutateurs. Ici les courants entrants

dans le convertisseur et leurs poids binaires sont obtenus par des miroirs de courant. Les

broches 4 et 2 fournissent les courants complémentaires, image de la conversion. La grandeur

de référence, en tension ou en courant, est appliquée au niveau des broches 14 et 15. La notice

complète fournit le mode de câblage et de nombreuses applications.



Figure III.15 Architecture interne du DAC0800 (Doc. Motorola)

III.1.3.3 Le circuit LM741 [16]

Comme la sortie du convertisseur numérique/analogique est une sortie différentielle en

courant alors il est nécessaire d’utiliser un amplificateur opérationnel LM741 monté en

convertisseur courant voltage.

Figure III.16 Schéma de brochage du DAC0800 avec LM741

III.2 Le schéma général de la carte d’interface

La figure (III.17) représente la configuration générale de la carte d’interface en

utilisant ISIS Proteus et la figure (III.18) représente notre carte électronique d’interface

réalisée sur une plaque d’essai au niveau de laboratoire.



Figure III.17 Le schéma général de la carte d’interface

SIN

11

D0

7D

16

D2

5D

34

D4

13

D5

14

Q5

2D

615

Q6

12

D7

1Q

73

CLK

10

P/S

9

U2

40

21

12

U3

:A

74

04

34

U3

:B

74

04

11

10

U3

:E

74

04

98

U3

:F

74

04

T1

IN5

R1O

UT

6T

2IN

18

R2O

UT

4

T1

OU

T2

R1IN

7T

2O

UT

1R

2IN

3T

3IN

19

T3

OU

T24

R3O

UT

22

R3IN

23

T4

IN21

T4

OU

T20

C2+

13

C2-

14

C1+

10

C1-

12

VS

+11

VS

-15

R4O

UT

17

R4IN

16

U4

MA

X238

D2

CLK

3

ST

B1

OE

15

Q0

4

Q1

5

Q2

6

Q3

7

Q4

14

Q5

13

Q6

12

Q7

11

QS

9

QS

10

U5

40

94

D714

D613

D512

D411

D310

D29

D18

D07

E6

RW5

RS4

VSS1

VDD2

VEE3

LC

D1

LM

041L

D3

D2

D1

D0

D0

D1

D2

D5

D3

D4

D4

D5

B0

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

T1

T2

T3

T1

T2

T3

B6

B6

B5

B0

B1

B2

B3

B4

46%

RV

2

1k

47%

RV

1

1k

50%

RV

31k

50%

RV

4

1k

DS

R

DS

R

DT

R

RT

S

RT

S

TX

D

DT

R

R2 o

ut

R3 o

ut

T3

in

R1 o

ut

R2

ou

t

T3

in

R3

ou

t

R1

ou

t

C1

C2

C3

C4

C5

12345678

16

15

14

13

12

11

109

3 2

6

7 4

1

5

.

741

D0

12

D1

11

D2

10

D3

9

D4

8

D5

7

D6

6

D7

5

VR

+14

VR

-15

CO

MP

16

V+

13

V-

3

TC

1IO

UT

4

IOU

T2

U1

DA

C0

800

.1.0

K

.

5.0

K

.5.0

K

C1

1n

F

V-

.5.0

KC2

1n

F

.1.0

K

V+

C3

1n

F

Q7

Q6

Q5

Q4

Q3

Q2

Q1

Q0

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q7

Q6

TX

D

DT

R

RS

T

MC

LR

/VP

P

RA

0/A

N0

/CV

RE

F

RA

1/A

N1

RA

2/A

N2

/VR

EF

-

RA

3/A

N3

/VR

EF

+

RA

4/T

0C

KI

RA

5/A

N4

/SS

/LV

DIN

RE

0/R

D/A

N5

RE

1/W

R/C

1O

UT/A

N6

RE

2/C

S/C

2O

UT

/AN

7

OS

C1

/CL

KI

RA

6/O

SC

2/C

LK

O

RC

0/T

1O

SO

/T1

CK

I

RC

2/C

CP

1

RC

3/S

CK

/SC

L

RD

0/P

SP

0/C

1IN

+

RD

1/P

SP

1/C

1IN

-

RD

2/P

SP

2/C

2IN

+

RD

3/P

SP

3/C

2IN

-

RD

4/P

SP

4/E

CC

P1/P

1A

RD

5/P

SP

5/P

1B

RD

6/P

SP

6/P

1C

RD

7/P

SP

7/P

1D

RC

4/S

DI/S

DA

RC

5/S

DO

RC

6/T

X/C

K

RC

7/R

X/D

T

RB

0/IN

T0

RB

1/IN

T1

RB

2/IN

T2

/CA

NT

X

RB

3/C

AN

RX

RB

4

RB

5/P

GM

RB

6/P

GC

RB

7/P

GD

RC

1/T

1O

SI

U6

PIC

18

F4

58

C6

22p

C7

22p

R1

1k



Figure III.18 La carte d’interface réalisée sur une plaque d’essai

III.3 Présentation du port de communication du PC [6]

Les ports séries (également appelés RS-232, nom de la norme à laquelle ils font

référence) représentent les premiers modèles d’interfaces des PC. Le terme série désigne un

envoi de données via un fil unique (les bits sont envoyés les uns à la suite des autres) selon le

protocole nommé RS232. La communication série se fait de façon asynchrone, cela signifie

qu'aucun signal de synchronisation (appelé horloge) n'est nécessaire, donc les données

peuvent être envoyées à intervalle de temps arbitraire. En contrepartie, le périphérique doit

être capable de distinguer les caractères (un caractère à une longueur de 8 bits) parmi la suite

de bits qui lui est envoyée.

C'est la raison pour laquelle dans ce type de transmission, chaque caractère est

précédé d'un bit de début (appelé bit START) et d'un bit de fin (bit STOP). Ces bits de

Circuit intégré 01 : PIC18f458 Circuit intégré 07 : 7404DM

Circuit intégré 02 : CMOS4094 Circuit intégré 08 : MAX238

Circuit intégré 03 : CMOS4021 Bloc 09 : Afficheur Alphanumérique

Circuit intégré 04 : DAC0804 Bloc 10 : Switch

Circuit intégré 05 : LM741 (Conversion Circuit intégré 11 : LM741 (Filtre)

courant/tension)

Bloc 06 : Potentiomètres de test Bloc12 : Connecteur DB9

1

7 6

5

8

3 4

11

2

10 9

12



contrôle, nécessaires pour une transmission série, gaspillent 20% de la bande passante (pour

10 bits envoyés, 8 servent à coder le caractère, 2 servent à assurer la réception).

Nous avons choisi ce type de port, compte tenu de son avantage par rapport au port parallèle

du PC car la portée du signal issue du port « COM » est d’environ 15 mètres donc beaucoup

plus par rapport au port parallèle.

En effet le port série permet une communication entre l’ordinateur et le procédé pour

des distances peuvent atteindre 20 mètres environ. Cependant la vitesse de transmission

maximum est d’environ 115000 bits/seconde. Les ports séries sont généralement intégrés

dans la carte mère, c'est pourquoi des connecteurs présents à l'arrière du boîtier, et reliés à la

carte mère par une nappe de fils, permettent de connecter un élément extérieur. Les

connecteurs séries possèdent généralement 9 broches et se présentent sous la forme suivante

(figure (III.19))

Figure III.19 Connecteur DB9 mâle et femelle

La répartition des broches est donnée selon le tableau (III.7)

Tableau III.7 Répartition des différents signaux du connecteur DB9



La répartition des signaux par rapport à la carte électronique d’interface s’effectue selon le

tableau (III.8) ci-dessous

Tableau III.8 Répartition des différents signaux utilisés pour la carte d’interface

CONCLUSION :

Dans ce chapitre nous avons étudié et réalisé la carte électronique utilisée pour le

contrôle du four électrique du laboratoire. Cette carte électronique d’interface est constituée

d’un microcontrôleur qui permet d’assurer l’acquisition, la conversion analogique/numérique

et aussi commander l’afficheur LCD, un convertisseur numérique/analogique associés à des

registres à décalage ainsi que les circuits d’adaptation.

Cependant, au préalable nous avons testé et vérifier individuellement l’ensemble de

circuits intégrés constituant cette carte d’interface. Cet essai nous a permis de confirmer le

bon fonctionnement et la fiabilité de la carte électronique avant son couplage au port de

micro-ordinateur.

Implémentation du programme

de commande du four

électrique

Chapitre IV Implémentation du programme de commande du four électrique


INTRODUCTION

Après avoir étudier et réaliser la carte d’interface électronique, assurant la

communication entre le procédé à commander et l’ordinateur, nous intéresserons dans ce

chapitre à la réalisation de la boucle de régulation afin d’améliorer les performances de

fonctionnement de notre système à commander ainsi l’élaboration du programme software de

contrôle en utilisant deux langages de programmation Visual C# 2010 et le Mikro C, les

interfaces graphiques, les graphes résultants et les interprétations des résultats.

Nous étudions deux types de commande avec feedback ou nous proposons un réglage non

linéaire :

Commande avec contrôleur P avec un élément non linéaire.

Commande avec contrôleur PI avec un élément non linéaire.

IV.1 La commande en boucle fermée [18]

La régulation est un ensemble de théories mathématiques et une technique de

raisonnement qui concerne la prise de décision et la commande des systèmes.

L’idée serait que le signal d’erreur soit nul, à tout instant. Cette condition n’est pas

réalisée en général, du fait de l’une au moins des circonstances suivantes :

La présence de perturbations qui affectent le processus ; le maintien de la grandeur de

sortie à la valeur de consigne constitue un problème de régulation.

Les variations de la consigne : il s’agit alors d’un problème de suivi.

Le système de régulation automatique possède deux chaînes illustrées en figure (IV.1)

Figure IV.1 Les chaines d’un système de régulation automatique

Une chaîne directe

Une chaîne de mesure



IV.1.1 Intérêt de la régulation [18]

Les systèmes automatiques permettent avant tout de réaliser des opérations qui ne peuvent pas

être confiées à l’homme, pour différentes raisons. Parmi celles-ci :

La précision

La répétitivité

La recherche d’une diminution Coûts par l’augmentation de rendements

La recherche de performances élevées (rapidité des réponses, régularité des produits, coût,

qualité,..)

IV.1.2 Principe de la régulation [18]

Pour réguler un système physique, il faut :

Mesurer la grandeur réglée avec un capteur.

Réfléchir sur l'attitude à suivre. Le régulateur compare la grandeur réglée avec la consigne

et élabore le signal de commande.

Agir sur la grandeur réglante par l'intermédiaire d'un organe de réglage.

Le schéma bloc d’un système de commande (Système de régulation) est donné par la figure

(IV.2).

Figure IV.2 Schéma bloc d’un système de régulation

Pour la régulation de température de notre procédé on applique une commande numérique, le

schéma fonctionnel est illustré en figure (IV.3).



Figure IV.3 Schéma bloc de notre système de régulation numérique

La figure (IV.4) ci-dessous représente une photo réelle de système de régulation en boucle

fermée

Figure IV.4 Photo réelle de système de régulation en boucle fermée

1 2

3

4 5 6 1 : L’oscilloscope.

2 : Le capteur de température AD590

3 : Le four électrique

4 : La carte d’interface

5 : Le multimètre

6 : Le micro-ordinateur



IV.1.3 Le choix de la forme de la fonction de transfert du régulateur [18]

Ce choix s’effectue en tenant compte du critère de performances chiffrant la

précision dynamique et statique que l’on veut obtenir.

Pour notre cas nous envisageons, les régulateurs numériques P et PI, pour lesquels

nous associons une caractéristique non linéaire afin d’éviter la saturation de l’unité de

conversion numérique /analogique (DAC) avec son amplificateur, donc ces régulateurs

fonctionnent d’une façon non linéaire.

IV.1.3.1 Régulateur à action proportionnelle (P)

Ce correcteur élémentaire est le correcteur de base, il agit principalement sur le gain

du système de régulation et permet donc d’améliorer notablement la rapidité. Mais le système

répond avec un écart statique, la figure (IV.4) illustre la structure d’un régulateur non linéaire

proportionnel.

Figure IV.5 Structure d’un régulateur proportionnel non linéaire

La forme de la fonction de transfert du régulateur P continu est donnée par l’équation (IV.1)

suivante :

𝑪(s) =𝑲𝒑 (IV.1)

s: correspond à l’opérateur de Laplace des fonctions de transfert par les systèmes continus.

La loi de commande du régulateur P numérique peut être obtenue par discrétisation de

celle d’un régulateur P analogique. Nous obtenons donc la fonction de transfert discrète

suivante :

𝑪 (𝒛) =𝑲𝒑 (IV.2)

Où

z : est l’opérateur des fonctions de transfert des systèmes échantillonnés et discrets.

L’algorithme de ce correcteur est donné par l’expression récurrente suivante :

U(𝒌) =𝑲𝒑×e(𝒌) (IV.3)



Puisque il y a l’existence d’un bloc de non linéarité, le signal de commande est comme suit :

𝑈 𝑜𝑚=𝐾𝑝 × e(𝑘) Si Umin < Kp×e(k) < Umax

𝑈 𝑜𝑚 = 𝑈𝑚𝑎𝑥 = 10𝑉 Si Kp × e(k) > Umax

Ucom = Umin = 0V Si Kp × e(k) < Umin

L’effet d’un régulateur P dans une chaîne de régulation

Faible gain Kp : Si cette action est faible, on a une réponse lente et molle assortie d’une

grande erreur statique.

Fort gain Kp : Si cette action est importante, on obtient une réponse rapide mais avec risque

de dépassement et d'oscillation. Par contre, l’erreur statique est plus faible.

IV.1.3.2 Régulateur à action proportionnelle et intégrale (PI)

Dans le cas de la commande d'un système par action proportionnelle seule, on constate

un écart statique en régime établi. Pour éliminer celui-ci, on utilise en complément une action

intégrale qui tient compte de l'écart entre la mesure et la consigne. La valeur de l'action

intégrale s'exprime en unité de temps (généralement en seconde).

La Figure (IV.5) illustre la structure d’un régulateur PI non linéaire.

Figure IV.6 Structure d’un régulateur proportionnel et intégrale non linéaire

La forme standard de la fonction de transfert du régulateur PI continu est donnée par la

relation suivante :

C(s) = Kp (1+ 𝟏

𝒊 ) (IV.4)

s : correspond à l’opérateur de Laplace des fonctions de transfert par les systèmes continus



La loi de commande du régulateur PI numérique peut être obtenue par discrétisation de celle

d’un régulateur PI analogique. Nous obtenons donc la fonction de transfert discrète suivante :

C(z) = Kp+ Ki

;𝟏 (IV.5)

Où :

z : est l’opérateur des fonctions de transfert des systèmes échantillonnés et discrets.

L’algorithme de ce correcteur est donné par l’expression récurrente suivante :

( ) ( ) ∑ ( ) < (IV.6)

L’implémentation de la composante intégrale du contrôleur est effectuée de manière

récursive.

Soit : U (k+1) = U(k) + ki × e(k+1) (IV.7)

Ti : est la constante du temps d’intégration.

IV.2 Présentation du software

IV.2.1 Le software d’acquisition et d’affichage des données

IV.2.1.1 Présentation du MikroC [19]

MikroC est un outil puissant, développé, et riche en options, utilisée pour la

programmation des microcontrôleurs. L’objectif est de fournir au utilisateur les plus simples

moyens et solutions afin de développer des applications pour des systèmes embarqués sans

compromettre les performances et le contrôle.

Le MikroC offre un (IDE) très avancé, large ensemble de bibliothèques de matériel, la

documentation complète et beaucoup de fonction prête à l’emploi.

Avec des outils utiles mis en œuvre, de nombreux exemples de code pratique,

ensemble des routines intégrées, et une aide complète, le MickroC est un outil rapide et fiable.

Le MikroC permet de développer et déployer des applications complexes.

Ecrire un code source C en utilisant le très avancé éditeur de code.

Utiliser les bibliothèques du MikroC fait accélérer considérablement le développement

(acquisition de données, la mémoire, affichage, les conversions, les communications……)

Surveiller la structure du programme variables et fonctions dans l’explorateur de code.

Inspecter le déroulement du programme et de déboguer la logique d’exécution avec

l’intégration Debugger,



Figure IV.7 L’interface de travail du logiciel MikroC

IV.2.1.2 L’affichage sur LCD

La configuration de LCD

L’afficheur LCD est un élément important dans notre carte, il joue le rôle d’une HMI

(Human Machine Interface), donc c’est notre unité d’affichage et de visualisation, il existe

deux types de configuration pour le piloter, une avec huit lignes et autre avec quatre

seulement.

Pour notre LCD nous avons utilisé celle de quatre lignes qui est la configuration la

plus simple avec l’instruction suivante

* void Lcd_Init(unsigned short *port) ;

Nous utilisons le mode 4 bits pour les lignes de données soit au totale 7 lignes comme

l’indique les schémas que nous avons élaboré en chapitre II.

Les instructions d’affichage sur LCD [22]

L’affichage du caractère ou de texte est obtenu avec la commande

*void Lcd_Out(unsigned short row)



Les instructions les plus importantes du C sont résumées au niveau du tableau IV.1 ci-

dessous.

Tableau IV.1 Le résumé des instructions les plus importantes du C

LCD commandes L’objectif

LCD_FIRST_ROW Déplacer le curseur à la 1 ère ligne

LCD_SECOND_ROW Déplacer le curseur à la 2 éme ligne

LCD_THIRD_ROW Déplacer le curseur à la 3 éme ligne

LCD_FOURTH_ROW Déplacer le curseur à la 4 éme ligne

LCD_CLEAR Supprimer tous ce qui est affiché sur LCD

LCD_RETURN_HOME Retourner le curseur dans sa position initiale,

Display Data RAM ne sera pas modifié.

LCD_CURSOR_OFF Désactiver le curseur

LCD_UNDERLINE _ON Souligner au dessous du curseur

LCD_BLINK_CURSOR_ON Activer le clignement du curseur

LCD_MOVE_CURSOR_LEFT Déplacer le curseur vers la gauche

LCD_MOVE_CURSOR_RIGHT Déplacer le curseur vers la droite

LCD_TURN_ON Alimenter le LCD

LCD_TURN_OFF Désalimenter le LCD

LCD_SHIFT_LEFT Déplacer l’affichage sans le changer vers la

gauche

LCD_SHIFT_RIGHT Déplacer l’affichage sans le changer vers la

droite

IV.2.1.3 La conversion analogique _ digitale (ADC)

Comme il est indiqué dans le chapitre précédent, le PIC18F458 contient une unité de

conversion analogique digitale, le pilotage de la conversion et la configuration des ports

comme entrées analogiques se fait par les deux registres ADCON0 et ADCON1, la

conversion se fait sur 10 bits, le résultat sera stocké dans l’un des registres suivants :

ADRESH, ou ADRESL qui se situent dans la RAM du PIC. La figure (IV.8) montre

l’organigramme de programme d’acquisition et d’affichage sous MikroC.



Figure IV.8 L’organigramme de programme d’acquisition et d’affichage

IV.2.1.4 Le logiciel de simulation ISIS PROTEUS [20]

Apres avoir fixé l’idée du projet et l’élaboration du programme, on a commencé à

fixer le design de notre circuit de commande. Les outils de conception de circuit offrent des

automatismes dans le placement des composants et le routage des circuits, le PROTEUS ISIS

Début

Déclaration des variables

+Initialisation du pic, format mikroC

Déclaration des caractères à

afficher sur LCD 4*16

Acquisition des signaux de

température via RA0, RA1,

RA2 et affichage sur LCD

Calcul de La température

moyenne (ma0+ma1+ ma2)/3

+affichage sur LCD

Arrêt programme

Fin

Oui

Non

Envoie de la température

moyenne vers le port B

Configuration des ports du PIC

PortB_out_dig

PortD_out_dig

PortA+portE_input_analog



est un logiciel de simulation et de conception des cartes électroniques, la force de son

architecture est de permettre la simulation par graphes et la simulation interactive des

processus, il est possible de simuler un circuit basé sur des microprocesseurs et de le tester de

manière interactive, de plus ISIS regroupe des fonctionnalités utilisées à la création d’un PCB

afin qu’un même projet puisse être exporté vers un autre logiciel de création des circuits

imprimés. Son environnement en figure (IV.9).

Figure IV.9 L’interface de travail de PROTEUS ISIS

IV.2.1.5 Le logiciel PICkit 2 [21]

Le transfert du programme de MikroC vers le microcontrôleur de MICROSHIP est fait

à partir d’un outil appelé programmateur qui est présenté en figure (IV.10) par l’intermédiaire

du logiciel PICkit 2.

Les étapes de branchement

1. Placement du PIC sur le programmateur ;

2. Branchement de programmateur au port USB du PC ;

3. lancement du PICkit 2 ;

4. Changement du programme.hex :Import hex, et le code apparaît dans program memory ;

5. Cliquer sur « Write » pour lancer la programmation.



L’interface de travail du logiciel PICkit 2 nous permet de voir le PIC utilisé, la zone de

mémoire programme et la zone mémoire EEPROM (voir la figure (IV.10)).

Figure IV.10 L’interface de travail du logiciel PICkit2

IV.2.2 Programmation et réalisation des interfaces graphiques

IV.2.2.1 Présentation du compilateur Visual C #2010 [22]

Le Visual C#2010 version 12.0, est un produit de Microsoft Visual Studio Express, qui

est un ensemble d'environnements de développement intégrés gratuits développé par

Microsoft.

Le Visual C#2010 est un langage de programmation conçu pour la création d'une large

gamme d'applications qui s'exécutent sur le .NET Framework. C# est simple, puissant, de type

sécurisé et orienté objet. Avec ses nombreuses innovations, Visual C# permet le

développement rapide d'applications tout en conservant la simplicité et l'élégance des

langages de style C.

Le Visual C# avec un éditeur de code complet, un compilateur, contenu des modèles

de projet, des concepteurs, des Assistants Code, un débogueur puissant et simple d'utilisation,

ainsi que d'autres outils. La bibliothèque de classes +NET Framework donne accès à de

nombreux services de système d'exploitation et d'autres classes utiles, bien conçues qui

permettent d'accélérer considérablement le cycle de développement. C’est un langage de

programmation orienté objet qui ait la puissance de calcul avec la facilité d’utilisation de

l’interface graphique visuelle.



IV.2.2.2 Les interfaces graphiques

Ces interfaces graphique nous permettent de

Implémentation des paramètres du régulateur, la période d’échantillonnage et la

consigne de température avec la validation de chaque valeur.

Ouverture du port de communication COM à l’aide de l’objet (Radio Botton).

Exécution du programme (le Timer en mode (ON)) par le bouton «Start timer »

La possibilité d’arrêter la commande (le Timer en mode (OFF)) à l’aide du bouton

« Stop timer ».

Affichage de la température mesurée en numérique et en analogique ainsi que l’écart

en valeur analogique à l’aide des objets (Label).

L’interface graphique (E/S) pour un régulateur P

Figure IV.11 L’interface graphique (E/S) contrôle de température avec un régulateur

P non linéaire



L’interface graphique (E/S) pour un régulateur PI

Figure IV.12 L’interface graphique (E/S) contrôle de température avec un régulateur

PI non linéaire

IV.2.2.3 L’organigramme simplifié de software sous visual C#

Le software que nous proposons permettra un contrôle de la carte électronique (E/S)

analogique. Ce programme informatique a pour fonction de générer le signal de commande de

température. Cette dernière est comprise entre 0 et 10Volts pour une valeur de température

comprise entre 0 et 100°C. Il permet également une mesure et affichage de température réelle

Tr (k) à des périodes d’échantillonnage que nous fixons à travers le software.

Pour illustrer cette partie software, la figure (IV.13) présente l’organigramme simplifié

décrivant le fonctionnement de four avec ce type de commande.



Début

Initialisation et déclaration des

variables du port com

Lecture Tref ,Kp, Ti et la période

d’échantillonnage Ts

Affichage de l’interface graphique

Appel à la routine de conversion

parallèle/série

Calcul d’erreur

𝜺(𝒌)=Tref(k) –Tm(k)

L’algorithme contrôleur PI/P

Start Timer

Lecture de la température moyenne

Appel à la routine de conversion

série/parallèle et envoie de signal au

DAC

1 2

Non

Oui



Figure IV.13 L’organigramme simplifié de software sous visual C#

Pour les routines de commande, nous avons deux variantes :

pour le régulateur P :

Pour le régulateur PI :

IV.3 Evaluation des performances du système

IV.3.1 Evaluation de la commande

Dans cette partie, nous allons tester notre système de commande en ce qui concerne la

régulation de la température. L’exécution du programme que nous avons implémenté sur le

micro-ordinateur nous a permis de relever les différentes courbes pour un cycle de

Routine de commande P

Up(k) = kp×e(k)

Uout =Up(k)

Routine de commande PI

Up(k)= kp×e (k)

Ui(k+1)= Ui(k)+ Ki ×e(k+1)

Uout=Up+Ui

Fin

Non

Oui

Start Timer

Lecture Kp, Ti, Ts, Tref

1 2



température donnée et de visualiser le comportement de notre système de commande que nous

avons développé.

La base du temps utilisée est de 100s/div et la courbe de température est donnée sous l’échelle

de 2V/div et celle de commande est donnée sous l’échelle de 5V/div.

L’oscilloscope ne nous donne pas précisément les mesures et ce n’est pas possible de

visualiser l’erreur statique, il nous faut un oscilloscope plus précis que celui que nous avons

utilisé, mais l’utilisation de l’afficheur alphanumérique nous a aidé d’avoir les mesures de la

température des trois capteurs et leur valeur moyenne ainsi que la valeur de la commande.

IV.3.1.1 Commande par un régulateur P avec un élément non linéaire

La figure (IV.15) représente l’évolution de la température du four pour une valeur

aléatoire de gain (Kp=3), température de référence (Tref=70°C) et une période

d’échantillonnage (Ts=1000 ms).

L’oscillogramme montre la réaction du contrôleur (signal de sortie de régulateur) avec la

variation du signal de mesure.

Figure IV.14 Courbe de réponse du four et le signal du contrôleur P non linéaire

Signal de commande

Signal de variation de la

température

Réaction du contrôleur

Effet de perturbation

Tr

95%



L’allure (1) de la figure (IV.15) représente le signal de commande via le circuit de conversion

digital/ analogique, ce signal correspond au fonctionnement du contrôleur P associé à un

élément non linéaire.

L’allure (2) de la figure représente le signal de la température moyenne via le diviseur de

tension.

Interprétation

Après l’exécution de notre programme implémenté dans le micro-ordinateur, nous

voyons bien sur l’oscilloscope une température qui se stabilise à 69°C après 400s, ensuite

pour confirmer, nous avons testé la commande face à une perturbation, Cette action

perturbatrice a été générée en éloignant la sonde du capteur de température de la résistance du

four, nous remarquons que la température diminue et le signal de commande remonte à sa

valeur maximale, le système prend 50s pour revenir à son état stable, où le signal de

commande reviendra à nouveau à 0 volt ,nous constatons par la suite que le régulateur réagit

au moment de perturbation d’une façon rapide. Ce qui nous assure le bon fonctionnement de

notre commande.

Nous voyons que le contrôleur P assure une réaction instantanée du signal d’erreur ; dans

ce sens, sa commande ne dépend pas du passé, ni d’une tendance, mais simplement de ce qui se

passe à l’instant présent.

Avec un tel contrôleur, il sera tentant d’augmenter Kp de manière à réduire l’erreur

statique et rendre le système plus rapide. Néanmoins, on est limité dans cette voie pour des raisons

pratiques concernant la capacité du régulateur à fournir des signaux de commande d’amplitude

suffisante.

IV.3.1.2 Commande par un régulateur PI avec un élément non linéaire

La figure (IV.16) représente l’évolution de la température du four pour une valeur de

gain (Kp=3), température de référence (Tref=70°C), une constante d’intégration Ti=1s et une

période d’échantillonnage (Ts=1000 ms).

L’oscillogramme montre la réaction du contrôleur (signal de sortie de régulateur) avec la

variation du signal de mesure.



Figure IV.15 Courbe de réponse du four et le signal de contrôleur PI non linéaire

Interprétation

L’analyse de cet oscillogramme, nous montre que le signal de commande reste constant

et prend sa valeur maximale jusqu’au moment où la température atteint 70°C environ et cela

après 400s, ensuite nous avons effectué une perturbation en éloignant la sonde du capteur de la

résistance chauffante du four. La température diminue et le contrôleur réagit et le signal

remonte brusquement à sa valeur maximale après 50s. L’erreur entre la consigne et la

température réelle diminue sans atteindre la valeur zéro.

Le régulateur PI fonctionne d’une manière récursive en utilisant des données précédente donc

tant que l’écart statique n’est pas proche de 0, le signal de commande prends toujours sa

valeur maximale.

IV.3.2 Réglages des paramètres du régulateur [18]

Le problème de la détermination des paramètres des régulateurs est connu par la

synthèse des systèmes bouclés. Les méthodes de synthèse sont très nombreuses et une

classification rigoureuse n’est pas une tâche facile.

On distingue deux types de méthodes

Les méthodes basées sur la connaissance du modèle du système sous forme de fonction

de transfert par exemple. Les actions du régulateur seront calculées de façon à obtenir la

fonction de transfert souhaitée en boucle ouverte ou en boucle fermée.

Réaction

du régulateur PI

Effet de

perturbation

Signal de commande

Signal de variation de la

température

Tm



Les méthodes dites empiriques ne nécessitant pas une connaissance parfaite du modèle du

procédé à commander. Les paramètres du régulateur seront calculés à partir des

observations expérimentales sur le procédé (Relevé de la réponse indicielle par exemple).

L’intérêt majeur de ces méthodes réside dans leur simplicité. Elles sont largement

utilisées dans le domaine industriel et elles sont dans la plus part des cas suffisants mais

ne permettent pas un réglage fin.

IV.3.2.1 Méthodes empiriques de Ziegler& Nichols

Ziegler et Nichols ont proposé deux approches expérimentales destinées à fixer

rapidement les paramètres des régulateurs P, PI et PID. La première nécessite

l’enregistrement de la réponse indicielle du système à régler, alors que la deuxième exige

d’amener le système en boucle fermée à sa limite de stabilité.

Pour notre cas, on va utiliser la méthode de Ziegler et Nichols en boucle ouverte.

a. Mode opératoire

1) Nous sélectionnons le bouton « Port Série Open » de l’interface graphique pour ouvrir la

boucle.

2) Nous envoyons une variation constante du signal d’entrée du procédé et nous

enregistrons la variation du signal de mesure à la sortie du procédé.

Il s’agit donc de l’enregistrement de la réponse indicielle du procédé seul.

b. Exploitation de la réponse indicielle

Sur l’enregistrement de la réponse indicielle, nous traçons le mieux possible la

tangente au point d’inflexion Q de la courbe. Nous mesurons ensuite le temps Tu

correspondant au point d’intersection entre l’axe des abscisses et la tangente ainsi que le

temps Ta « temps de montée de la tangente ».

Figure IV.16 Schéma expliquant l’exploitation de la réponse indicielle



c. Réglage des régulateurs

Ziegler& Nichols proposent de calculer les paramètres du régulateur P, PI ou PID à

l’aide des recommandations suivantes présentées en Tableau (IV.2)

Tableau IV.2 Calcul des paramètres par la méthode de Ziegler & Nichols

Réglage des paramètres du régulateur Kp Ti Td

P :C(p) = Kp 𝑎

𝐾

*

*

PI : C(p) =Kp(1+

) 𝑎

𝐾

3.33Tu

*

PID : C(p)= Kp(1+sTd+

) 𝑎

𝐾

2.0Tu 0.5Tu

En utilisant l’approche expérimentale de Ziegler &Nichols en boucle ouverte sur la

réponse indicielle du four électrique, on a relevé la valeur de Tu et Ta.

Tu=100s Ta=392s. K=0.98

Pour le régulateur proportionnel :

Le gain proportionnel

Pour le régulateur PI :

Tableau IV.3 Résultats de la synthèse

Réglage des paramètres du régulateur Kp Ti Td

P :C(p) = Kp 4

*

*

PI : C(p) =Kp(1+

) 3.6 0.333

*

Kp = 𝟑𝟗𝟐

𝟎 𝟗𝟖 𝟏𝟎𝟎 4

Kp = 𝟎 𝟗 𝟑𝟗𝟐

𝟏𝟎𝟎 𝟎 𝟗𝟖 = 3.6

Ti = 3.33*100= 333ms= 0.333s

(IV.7)

(IV.8)

(IV.9)



Après la détermination des paramètres des régulateurs nous exécutons notre

programme de commande sur le four électrique, pour le régulateur PI déterminé et cela pour

une référence de 65°C et une période d’échantillonnage de 1000 ms.

La courbe de réponse et le signal de commande sont illustrés en figure (IV.17).

Figure IV.17 Courbe de réponse du four et le signal de contrôleur PI non linéaire

déterminé par la synthèse

Interprétation des résultats

L’interprétation des résultats obtenus se fait en analysant trois critères cités ci-dessous :

La précision

L’écart entre la valeur de consigne et la valeur effectivement réglée est presque nulle, cela est

dû à l’utilisation d’une action intégrale I qui permet de rendre le système plus précis

statiquement.

La rapidité

Un système a une rapidité satisfaisante s'il se stabilise à son niveau constant en un temps jugé

satisfaisant. Elle est qualifiée en analysant le temps de montée en température qui correspond

au temps nécessaire pour atteindre 95% de la valeur finale à partie de l’instant d’application

de la consigne.

95% de la valeur finale correspond à 62°C

Le signale de

commande

La réponse du

système



De la figure(IV.17) nous déduisons le temps nécessaire pour atteindre 62°C est d’environ

720s , donc nous constatons que notre système est lent.

La stabilité

Le système constitué du procédé et de la boucle de régulation est dit stable s’il est soumis à

une perturbation ou une variation de consigne, la grandeur réglée retrouve un état stable.

Dans notre cas le système est soumis à une perturbation et la grandeur réglée retrouve son état

stable comme il est illustré en figure (IV.17) donc notre système est stable.

Après l’analyse et l’interprétation des résultats, nous constatons que le régulateur numérique

PI avec les paramètres trouvés après la synthèse, arrive à annuler l’erreur statique donc rends

le système plus précis statiquement mais avec un grand temps de réponse.

CONCLUSION

Pour le contrôle de température du four électrique nous avons implémenté des

programmes software en utilisant deux langages de programmation, le visual C# pour la

réalisation des interfaces homme-machine et le mikro C pour la programmation du

microcontrôleur qui permet l’acquisition des données et l’affichage sur l’afficheur

alphanumérique.

Deux types de régulateurs sont utilisés, un régulateur à action proportionnelle et un

régulateur à action proportionnelle et intégrale. Afin d’éviter la saturation du DAC avec son

amplificateur nous ajoutons un élément non linéaire à la sortie de chaque régulateur.

Après l’analyse des courbes de réponse du système en boucle fermée pour les deux

régulateurs nous concluons que notre système de commande fonctionne et réagisse

correctement.


CONCLUSION GENERALE

L’objectif de ce travail est tourné vers la mise en œuvre d’une stratégie de régulation

qui permet de contrôler la température du four électrique de laboratoire avec des faibles coûts

en utilisant des composants électroniques simples et pas onéreux.

Ce travail présente une étude expérimentale d’une commande numérique hybride pour

le contrôle d’un four électrique disponible au niveau de laboratoire, cette commande est une

combinaison d’une commande par micro-ordinateur et par microcontrôleur.

Notre étude se devise en deux parties :

La première partie consiste à présenter et identifier le four électrique ainsi que la validation

du modèle identifié en tenant compte du non linéarité du système, tout en basant sur des

données expérimentales.

La deuxième partie constitue en premier lieu la réalisation d’une carte d’interface

électronique à base d’un microcontrôleur programmé par le langage de programmation

MikroC.

Cette carte qui permet une jonction entre le processus et le PC via le port série du

Micro-ordinateur a été testée sur une plaque d’essai afin de s’assurer son bon

fonctionnement et de sa fiabilité avant son branchement avec le calculateur.

En deuxième lieu l’implémentation et l’élaboration du software sous forme

d’interface graphique à l’aide de Visual C#2010 qui permet le pilotage de l’ensemble des

paramètres du processus de manière visuelle par un simple CLICK de la souris. Ce

programme informatique à comme fonction de générer la référence de température, la

comparaison avec la grandeur réelle et enfin l’élaboration des algorithmes de réglage que

nous avons retenu. Nous avons élaboré deux types de commande, un régulateur P et un

régulateur PI, avec un élément non linéaire afin d’éviter la saturation du DAC et son

amplificateur.

Au cours de notre travail qui est purement expérimental nous avons pu créer un

programme de commande qui peut avoir de nombreuse application dans le domaine de

+l’industrie et qui peut être facilement adapté pour répondre à d’autre paramètre à contrôler

tel que la pression, le débit et l’humidité.

Pour des développements futurs nous proposons une régulation anti Wind up pour

annuler le problème causé par l’ajout de l’élément non linéaire, ainsi que l’amélioration de la


carte afin de réguler d’autres grandeurs physiques en parallèle, en ajoutant d’autre registre à

décalage et d’autre DAC.

Nous proposons aussi une commande adaptative qui permet une sélection du gain Kp et de la

constante d’intégration Ki en fonction de la température de référence.


Annexe (A)

Programme software pour un contrôleur p sous visual C#

using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.Runtime.InteropServices; using System.Threading; namespace WindowsFormsApplication21 public partial class Form1 : Form string str = "COM1: baud=115200 parity=N data=8 stop=0"; [DllImport("rscom")] static extern void OPENCOM(string str); [DllImport("rscom")] static extern void CLOSECOM(); [DllImport("rscom")] static extern void TXD(int bite); [DllImport("rscom")] static extern void DTR(int bite); [DllImport("rscom")] static extern void RTS(int bite); [DllImport("rscom")] static extern int DSR(); [DllImport("rscom")] static extern int DCD(); public int AD;//DIN public int VT;//Tc public int ts;//Te public int dat=0; public int n1; public int n2; public int AD1;//DIN1 public int dsrn; public int m = 0; public int AD2 = 0; public int kp = 0; public int delt1 = 0; public int deltT = 0; public int deltbin = 0; public int ecart; public int dat1 = 0; public Form1() InitializeComponent();; private void button1_Click(object sender, EventArgs e) this.timer1.Enabled = true; timer1.Interval = ts; button2.BackColor = Color.GreenYellow;


button1.Text = "EXECUTION EN COURS"; private void button2_Click(object sender, EventArgs e) this.timer1.Enabled = false; button1.BackColor = Color.Red; button2.Text = "PROGRAMME A L ARRET"; button1.Text = "EXECUTION INTEROMPUE"; private void button3_Click(object sender, EventArgs e) VT = int.Parse(textBox1.Text); n2 = 255*VT/100; private void radioButton1_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) OPENCOM(str); radioButton1.Text = "SERIAL PORT OUVERT"; private void radioButton2_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) CLOSECOM(); radioButton2.Text = "SERIAL PORT FERMEE"; //tempo pour LCD et clock avec DTR public void del1() for (int k = 1; k <= 5; k++) label4.Text = "INTERRUPTION 2MS"; label4.Refresh(); // public int DA( int dat,int dat1,int AD) // ROUTINE DE CONVERSION SUR 24 BITS AVEC CMOS 4094 int bit1 = 1; dsrn=0; RTS(0); for (int i = 1; i <= 8; i++) if ((dat+dat1 & bit1) > 0) TXD(1); else TXD(0); dsrn = DSR(); if (dsrn == 1) AD = AD + bit1;// VARIABLE TEMPERATURE EN BINAIRE DTR(1); del1();


DTR(0); bit1 = bit1 * 2; RTS(1); Thread.Sleep(1); RTS(0); AD1 = AD; return AD1; private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e) AD1 = AD; //envoi carac T ******************* DA(dat , dat1, AD); dat = 0; dat = dat + n1; DA(dat,dat1, AD); AD2 = AD1 * 100 / 255; //VARIABLE TEMPERATURE EN °C DU ADC 0804 //ROUTINE CONTOLEUR delt1 = n2 - AD1; //ECART DE REGLAGE EN BINAIRE ecart = VT - AD2;++- label5.Text = "ECART=" + ecart.ToString()+"°CELSIUS"; label5.Refresh(); //LIMITATION DE L’ECART DE REGLAGE SIGNAL EXCLUSIVEMENT POSITIF if (delt1 > 0) deltT = delt1; else if (delt1 < 0) deltT = 0; else // LIMITATION DU SIGNAL DE SORTIE VERS DAC ENTRE 0 A 255 ( 8 bits) if (deltT * kp <= 255) dat1 = deltT * kp; else if (deltT * kp > 255) dat1 = 255; else if (deltT * kp < 0) dat1 = 0; else //fin program cont DA(dat, dat1, AD); label1.Text = "N2=" + n2.ToString() ; label1.Refresh(); label2.Text = "TM=" + AD2.ToString() + "Degres"; label2.Refresh(); progressBar2.Value = AD2; // label2.BackColor = Color. label3.Text= "AD1(Bin)=" + AD1.ToString();


label3.Refresh(); private void timer2_Tick(object sender, EventArgs e) private void button4_Click(object sender, EventArgs e) public void writedata(int y1) private void checkBox1_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) private void button5_Click(object sender, EventArgs e) ts = int.Parse(textBox2.Text); timer1.Interval = ts; private void button6_Click(object sender, EventArgs e) private void textBox4_TextChanged(object sender, EventArgs e) private void button7_Click(object sender, EventArgs e) // gain du controleur kp = int.Parse(textBox4.Text); private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) private void label5_Click(object sender, EventArgs e) private void label2_Click(object sender, EventArgs e) private void label1_Click(object sender, EventArgs e) private void groupBox1_Enter(object sender, EventArgs e)


Annexe (B)

Extrait de datasheet


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https://msdn.microsoft.com,site/

représentation et description du système

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